Ohatra amin'ny fanontaniana miresaka momba ny pH an'ny asidra sy ny fotony
Rehefa miresaka momba ny asidra sy ny fotony isika, dia misy hevitra manan-danja iray tsy maintsy takatsika dia ny pH. Ny pH dia fandrefesana ny asidra na ny alkalinity amin'ny vahaolana. Ny raikipohy iray ampiasaina hamaritana ny pH dia:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
Amin'ity raikipohy ity, ny \([H^+]\) dia ny fifantohan'ny iôna hidrôzenina ao amin'ny vahaolana refesina amin'ny molarity (\(\text{mol/L}\)). Ankoatra ny pH, dia manana \(\text{pOH}\ koa isika), izay ampiasaina hamaritana ny maha-basité ny vahaolana iray:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
Avy eo, ny fifandraisana misy eo amin'ny pH sy ny pOH dia fehezin'ity fampitoviana manaraka ity:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
Eto ambany isika dia hiresaka ohatra fanontaniana maromaro momba ny fomba fikajiana ny pH-n'ny vahaolana asidra sy bazy, miaraka amin'ny fifanakalozan-kevitra momba azy ireo.
Ohatra Fanontaniana 1: Fikajiana ny pH-n'ny vahaolana asidra matanjaka
Fanontaniana:
Kajy ny pH-n'ny vahaolana HCl (asidra hydrochloric) misy fifantohana 0,01 M.
Dinika:
Asidra mahery ny HCl izay miparitaka tanteraka ao anaty rano:
\[ \text{HCl} \rightarrow \text{H}^+ + \text{Cl}^- \]
Koa satria misaraka tanteraka ny HCl, ny fifantohan'ny ion-hidrôzenina \([H^+]\) ao amin'ny vahaolana dia hitovy amin'ny fifantohan'ny HCl voalohany, izay 0,01 M.
\[ [H^+] = 0,01 \, \text{M} \]
Manaraka izany, mampiasa ny raikipohy pH isika:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
\[ \text{pH} = -\log (0,01) \]
\[ \text{pH} = -\log (10^{-2}) \]
\[ \text{pH} = 2 \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana HCl 0,01 M dia 2.
Ohatra Fanontaniana 2: Fikajiana ny pH-n'ny Vahaolana Fototra Matanjaka
Fanontaniana:
Kajy ny pH-n'ny vahaolana NaOH (sodium hydroxide) misy fifantohana 0,001 M.
Dinika:
Ny NaOH dia fototra matanjaka izay misaraka tanteraka ao anaty rano:
\[ \text{NaOH} \rightarrow \text{Na}^+ + \text{OH}^- \]
Ny fifantohan'ny iôna hidrôksida \([OH^-]\) ao amin'ny vahaolana dia hitovy amin'ny fifantohan'ny NaOH voalohany, izany hoe 0,001 M.
\[ [OH^-] = 0,001 \, \text{M} \]
Manaraka izany, kajintsika ny pOH:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log (0,001) \]
\[ \text{pOH} = -\log (10^{-3}) \]
\[ \text{pOH} = 3 \]
Aorian'izay, dia mampiasa ny fifandraisana misy eo amin'ny pH sy pOH isika:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
\[ \text{pH} + 3 = 14 \]
\[ \text{pH} = 11 \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana NaOH 0,001 M dia 11.
Ohatra Fanontaniana 3: Fikajiana ny pH-n'ny Vahaolana Asidra Malemy
Fanontaniana:
Kajio ny pH-n'ny vahaolana CH3COOH (asidra asetika) misy fifantohana 0,01 M ary tsy miovaova ny dissociation \(K_a = 1,8 \times 10^{-5}\).
Dinika:
Raha vao manana asidra malemy isika, toy ny asidra asetika, izay tsy misaraka tanteraka, dia tsy maintsy mampiasa ny tsy miovaovan'ny fisarahana asidra (\(K_a\)) isika mba hahitana ny fifantohan'ny iôna H+ ao amin'ny vahaolana.
Ny raikipohy ho an'ny fisarahan'ny asidra asetika ao anaty rano:
\[ \text{CH}_3\text{COOH} \leftrightarrow \text{H}^+ + \text{CH}_3\text{COO}^- \]
Fifandimbiasana tsy miovaova (\(K_a\)):
\[ K_a = \frac{[H^+] [\text{CH}_3\text{COO}^-]}{[\text{CH}_3\text{COOH}]} \]
Andeha hatao hoe \(x\) ny fifantohan'ny ion-hidrôzenina sy ny ion-aseta, dia:
\[ K_a = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
Koa satria kely dia kely ny \(K_a\), dia azontsika heverina fa \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 x 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
\[ x^2 = 1,8 x 10^{-5} x 0,01 \]
\[ x^2 = 1,8 x 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-7}} \]
\[ x \ eo ho eo 1,34 \ fotoana 10^{-4} \]
Koa, ny fifantohan'ny iôna hidrôzenina \([H^+]\) dia \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
Manaraka izany, kajy ny pH:
\[ \text{pH} = -\log [H^+] \]
\[ \text{pH} = -\log (1,34 \x 10^{-4}) \]
\[ \text{pH} \eo amin'ny 3,87 eo ho eo \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana asidra asetika M 0,01 dia eo amin'ny 3,87 eo ho eo.
Ohatra Fanontaniana 4: Fikajiana ny pH-n'ny Vahaolana Malemy Bazy
Fanontaniana:
Kajy ny pH-n'ny vahaolana NH3 (amonia) misy fifantohana 0,01 M ary tsy miova ny fisaraham-bazana fototra \(K_b = 1,8 \times 10^{-5}\).
Dinika:
Bazy malemy ny NH3 izay tsy misaraka tanteraka. Tsy maintsy mampiasa ny tsy miovaovan'ny fisarahana amin'ny bazy (\(K_b\)) isika mba hahitana ny fifantohan'ny iôna OH^- ao anaty vahaolana.
Fihetseham-pisarahan'ny amoniaka ao anaty rano:
\[ \text{NH}_3 + \text{H}_2\text{O} \leftrightarrow \text{NH}_4^+ + \text{OH}^- \]
Fifandimbiasana tsy miovaova amin'ny fotony (\(K_b\)):
\[ K_b = \frac{[\text{NH}_4^+][\text{OH}^-]}{[\text{NH}_3]} \]
Andeha hatao hoe \(x\) ny fifantohan'ny ion amôniôma sy ny ion hidroksida, dia:
\[ K_b = \frac{x \cdot x}{0,01 – x} \]
Koa satria kely dia kely ny \(K_b\), dia azontsika heverina fa \(0,01 – x \approx 0,01\):
\[ 1,8 x 10^{-5} = \frac{x^2}{0,01} \]
\[ x^2 = 1,8 x 10^{-5} x 0,01 \]
\[ x^2 = 1,8 x 10^{-7} \]
\[ x = \sqrt{1,8 \times 10^{-7}} \]
\[ x \ eo ho eo 1,34 \ fotoana 10^{-4} \]
Koa, ny fifantohan'ny iôna hidrôksida \([OH^-]\) dia \(1,34 \times 10^{-4} \, \text{M}\).
Manaraka izany, kajintsika ny pOH:
\[ \text{pOH} = -\log [OH^-] \]
\[ \text{pOH} = -\log (1,34 \times 10^{-4}) \]
\[ \text{pOH} \eo amin'ny 3,87 eo ho eo \]
Aorian'izay, dia mampiasa ny fifandraisana misy eo amin'ny pH sy pOH isika:
\[ \text{pH} + \text{pOH} = 14 \]
\[ \text{pH} + 3,87 = 14 \]
\[ \text{pH} \eo amin'ny 10,13 eo ho eo \]
Noho izany, ny pH-n'ny vahaolana amoniaka 0,01 M dia eo amin'ny 10,13 eo ho eo.
Famaranana
Ao amin'ny fandalinana ny pH, zava-dehibe ny mahatakatra ny fahasamihafana misy eo amin'ny asidra sy ny base matanjaka sy malemy, ary ny fomba fisarahan'izy ireo ao anaty vahaolana. Izany dia misy fiantraikany mivantana amin'ny fomba fikajiana ny pH-n'ny vahaolana iray. Ny fikajiana ny pH dia mitaky ny fampiasana logaritma sy fitsipika simika fototra. Ny fahatakarana ireo hevitra ireo dia afaka manampy antsika amin'ny fampiharana isan-karazany ny simia sy ny biolojia andavanandro.
